智軌（ART）在株洲市城區(qū)道路交通擁堵舒緩方面的應(yīng)用研究

程鋼 鐘小波

【摘 要】本文在充分分析了株洲市內(nèi)近年各種公共交通方式的現(xiàn)狀，深刻剖析株洲市目前城區(qū)道路交通擁堵現(xiàn)象和原因的基礎(chǔ)上，根據(jù)新型軌道交通方式--智軌的特點和優(yōu)勢，規(guī)劃適合株洲市客流特點、道路交通流特性的城區(qū)道路綜合立體交通系統(tǒng)，致力于舒緩該市道路擁堵問題。

【關(guān)鍵詞】智軌；交通；擁堵；研究

一、株洲市交通現(xiàn)狀分析

（一）株洲市人口及道路現(xiàn)狀分析

截止2018年初，株洲全市常住人口402.15萬人，常住人口中城鎮(zhèn)人口264.08萬人，全市城鎮(zhèn)化率為65%。根據(jù)《2016年株洲市交通年度報告》株洲市居民出行率統(tǒng)計，常住人口人均日出行次數(shù)為2.48次，慢行交通仍然在株洲居民交通出行中占據(jù)主體地位，步行、自行車合計占47.49%，私人小汽車出行比例占12.0%，公交出行比例占21.73%。公交出行比例保持快速增長態(tài)勢，私人小汽車出行逐漸成為居民出行的重要方式。中心城區(qū)跨鐵路通道6處，其中新華路、紅港路為主要通道，兩者共同承擔了53.7%的交通量。交通當量中的高峰小時交通量紅港路為4531PCU（Passenger Car Unit），新華路為5516PCU，高峰小時交通飽和度處于C級以上，整體服務(wù)水平不高，高峰小時交通量持續(xù)增長達8.1%和10.1%，晚高峰平均行駛車速為24.31km/h。

株洲市城區(qū)范圍內(nèi)目前主干交通要道有時代大道、建設(shè)路、響田路、紅港路、公園路、新華路、合泰大街、蘆淞路、東環(huán)路、南環(huán)路、楓溪大道和云龍大道等12條，其中橫跨鐵路通道線路有新華路、紅旗路、響田路、合泰大街，蘆淞路、公園路6處，新華路、紅港路為主要跨鐵路橋通道，兩者共同承擔了53.7%的跨鐵路交通量。2018年株洲市新建交通十大工程：湘江大道二期、東城大道、蓮株高速、婁醴高速、新華路、建設(shè)路BRT項目、湘江八橋、湘歐快線、鐵東路核心段施工、株洲站改建實質(zhì)性動工、磁浮快線，這些工程的建設(shè)對于改善株洲市交通困境有極大助力。初步形成了常規(guī)公交為主體，出租車為補充，公共自行車、共享單車為延伸的多模式公共交通體系。株洲市域公路總里程達到13773公里，快速路里程達到70.9公里，主干路里程達到170.9公里，次干路里程達到104.3公里，路網(wǎng)密度為5.94km/m2。目前，株洲市主干道路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本形成，但環(huán)城道路尚未完全開通，導(dǎo)致交通流分布不均勻，大量過境車輛對蘆淞區(qū)道路交通帶來的壓力較大，各級道路的級配不盡合理，交叉口左轉(zhuǎn)車流比例過大、支路利用率不高是目前道路硬件設(shè)施給株洲市交通帶來的主要擁堵困難。高峰擁堵主要集中在上、下班（學(xué)）時間段，跨江、跨鐵路為主要瓶頸地段，流向具有明顯的時間特性，客流組成分布明顯，以學(xué)生流、上班族為主要交通群體。

（二）株洲市交通方式現(xiàn)狀分析

截至2017年，株洲市地面常規(guī)公交72條，運力750臺，出租車2200臺左右，機動車保有量約227888輛，其中，汽車保有量為213074輛，全市小型客車增長53414輛，平均每天增長146輛，機動車保有量增速有所放緩。汽車保有量增長，也對公眾出行結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。市區(qū)公交年運量為21057萬人次，比上年降低2.14%，公交機動化分擔率進一步降低。公路客運持續(xù)呈下降趨勢，去年客運量為6566萬人次，比上一年下降20.14%。日均客運量62.98人次。根據(jù)統(tǒng)計，公交是居民出行首選的綠色環(huán)保交通方式。除了造成道路交通超出負荷，汽車保有量激增帶來的連鎖反應(yīng)還波及到出行結(jié)構(gòu)，首當其沖的，便是公共交通分擔率。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，雖然近年公交客運量有小幅上升，但從比重來看，公交分擔率已由2010年的23%下降至2014年的21.7%。近兩年興起的共享電動汽車的出現(xiàn)，也為居民出行提供了方便之處，但由于株洲市的共享汽車均為電動汽車，充電樁和停車點目前僅在職教城至紅旗廣場的線路上設(shè)置，數(shù)量過少，有待加強。且共享汽車受眾群體大多為高校無車學(xué)生，但在株洲市城區(qū)其它地域使用推廣受限。

株洲市公共自行車租賃系統(tǒng)于2011年4月25日開通，是繼杭州、廣州之后第三個進行運營投入的城市。株洲市公共自行車租賃點分為三級，每個一級站點的自行車超過40輛，每個二級站點的自行車在20輛到40輛之間，作為次干網(wǎng)絡(luò)，每個三級站點的自行車不超過20輛，全市共計500個站點，10000輛自行車。株洲倡導(dǎo)“隨用隨騎，騎后速還”的用車理念，鼓勵市民選擇公交、自行車換乘等方式出行，公共自行車逐漸成為體育愛好者、環(huán)保人士日常休閑出行的首選交通方式，每天有1000人租（還）車。共享單車2016年開始在株洲開始投入使用，但與其他城市類似共享單車在發(fā)展的過程中，由于經(jīng)營公司、城市居民等諸多問題，目前在株洲市發(fā)展難以繼續(xù)有效推廣。

2018年第一季度，株洲市全市共發(fā)生交通事故39起，事故死亡人數(shù)4人，受傷17人，直接經(jīng)濟損失17.94萬元，這其中由于交通擁堵問題造成的事故因素占有一定比例，機動車交通事故成為道路類交通事故的“首席殺手”。

綜上所述，目前株洲市綜合交通樞紐建設(shè)相對滯后，城市內(nèi)外交通銜接不暢，信息開放共享水平不高，一體化運輸服務(wù)水平亟待提升，交通運輸安全形勢依然嚴峻；適應(yīng)現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展的體制機制尚不健全，市場化、交通投融資等方面改革仍需深化。

二、智軌特點與性能分析

隨著交通行業(yè)“十三五”信息化的大力建設(shè)，指揮公交系統(tǒng)為公交行業(yè)用戶提供集運行監(jiān)控、統(tǒng)計決策、應(yīng)急救援、公共信息服務(wù)等多種功能的一站式解決方案，打造可靠、全面、經(jīng)濟可行的智能化管理平臺。

2017年6月2日，由中車株洲電力機車研究所有限公司研制的一種名為“智能軌道快運系統(tǒng)（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”的全新交通產(chǎn)品在株洲神農(nóng)城首次亮相，這種新型交通工具的主要特點是融合了現(xiàn)代有軌電車和公共汽車各自優(yōu)勢。智能軌道快運列車是一種雙向行駛的多編組膠輪車輛，它采用全軸轉(zhuǎn)向控制技術(shù)，并通過主動安全控制、車載信號控制、機器視覺等對行駛進行電子約束，實現(xiàn)在虛擬軌道下的類軌道行駛，是“可以在馬路上行駛的有軌電車”。系統(tǒng)運營具有線路布置靈活，安全高效的特點。傳統(tǒng)軌道交通制式系統(tǒng)構(gòu)成需要物理軌道承載、約束車輛。智軌系統(tǒng)構(gòu)成不需要物理軌道承載、約束車輛，只需路面上的虛擬軌道標線。車輛基本參數(shù)見表1。智軌列車借鑒高鐵柔性編組的模式，標準編組3節(jié)車廂，載客300人，擴充5節(jié)編組時，可載客超過500人，最為地鐵等大運量軌道交通方式的有效補充方式，能有效解決普通公交載客量小的缺陷。智軌列車看似無軌，實則有“軌”，采用虛擬軌道跟蹤控制結(jié)束，以車載傳感器識別路面虛擬軌道，通過中央控制單元的指令，調(diào)整列車牽引、制動和轉(zhuǎn)向的準確性，精準控制列車行駛在既定虛擬軌跡上，無需鋪設(shè)有形軌道，以膠輪代替鋼輪，從而實現(xiàn)在城市道路上行駛。其多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計，使其轉(zhuǎn)彎半徑與普通公交相當，且比普通公交車輛的通道寬度更小，而設(shè)計速度可以達到70km/h，車載新能源動力，充電10分鐘即可續(xù)航25km。相比于我國目前地鐵4-7億元/公里的造價，智軌列車線路的投資只有0.3億元/公里，建設(shè)周期僅需1年。到2020年，隨著我國城鎮(zhèn)化進程的發(fā)展，全國新增約80個百萬人口的地級市，大多數(shù)中小型城市無法承擔先有軌道交通裝備高昂的建設(shè)成本和漫長的建設(shè)周期，而智軌為我們解決城市擁堵問題提供了有效的解決方案。

2018年9月，株洲市十五屆人民政府第三十七次常務(wù)會議審議通過了《株洲市智能軌道快運系統(tǒng)管理辦法（試行）》，強調(diào)要全力支持智軌發(fā)展，推動形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的增長點。要加強管理，進一步提升智軌形象，持續(xù)擴大產(chǎn)品市場。要把乘客安全放在第一位，確保智軌系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運營。

三、智軌列車在株洲市交通擁堵舒緩分析與對策

（一）智軌列車運營初期

智軌體驗線位于株洲市神農(nóng)大道，從神農(nóng)大劇院延伸至體育中心全長 3.1公里，為株洲智軌示范線首期工程。體驗線車道寬 3.75 米，布局在中央綠化帶兩側(cè)。全程共設(shè)置 4 個中央島式站臺，布置于道路中央，上行線和下行線共用車站，站點間距約 600 至 800 米。站臺設(shè)計風(fēng)格簡潔、實用美觀，整體長度達49米，其中14米為售檢票區(qū)域。由于采用路中島式站臺，3節(jié)編組。

由于神農(nóng)城和體育中心均為重大活動集會場所，因此可充分利用各項活動、賽事開展向國內(nèi)外人士和市民宣傳，鼓勵乘坐，實現(xiàn)智軌價值推廣。在市民乘坐中，積極宣傳智軌乘坐規(guī)則、注意事項，為智軌列車在成熟期運營奠定安全基礎(chǔ)。

公交、運管、交警、新聞廣播等單位多方位宣傳的重點受眾人群應(yīng)為機動車駕駛員、車租車司機、行人，確保智軌列車專用車道的使用。發(fā)生路權(quán)矛盾，應(yīng)積極處理，確保智軌列車優(yōu)先通行，為智軌列車保駕護航。要積累智軌列車司機駕駛經(jīng)驗，培養(yǎng)一批熟練掌握駕駛技術(shù)，積極應(yīng)對設(shè)備故障、客流突發(fā)等情況的智軌列車司機；調(diào)查客流，分析客流走向，厘清乘客出行需求，制定符合客流提點的智軌列車開行方案，有效補充公交運力，緩解城區(qū)交通擁堵現(xiàn)象，為今后開展智軌無人駕駛、自動駕駛奠定基礎(chǔ)。

充分利用株洲動力谷，作為軌道交通裝備制造業(yè)中心城市，在智軌列車制造、檢修、維護等方面的優(yōu)勢，積極探索智軌列車設(shè)備的成熟性、穩(wěn)定性。充分利用市內(nèi)軌道交通高校資源，培養(yǎng)智軌司機、客運服務(wù)、調(diào)度指揮、車輛檢修等全行業(yè)人才，為智軌列車開行提供人才智力支持，全力打造智軌列車產(chǎn)業(yè)鏈，開創(chuàng)經(jīng)濟發(fā)展新領(lǐng)域。

（二）智軌列車運營成熟期

1.提前制定智軌列車節(jié)拍式開行方案

借鑒韶關(guān)市智軌開行經(jīng)驗，根據(jù)株洲市交通運管部門關(guān)于城區(qū)客流的出行統(tǒng)計數(shù)據(jù)（路線、流量、流線、出行方式），規(guī)劃智軌列車開行方案，重點在擁堵可拓寬線路，修建智軌列車專用車道，制定全天候基本開行方案、高峰期多編組加開列車方案，靈活設(shè)置停車站、停站實踐，中央調(diào)度調(diào)控列車始發(fā)時間及列車運行間隔，有效緩解交通擁堵問題。

2.積累智軌列車運營實踐經(jīng)驗，做大做強智軌公共交通產(chǎn)業(yè)

作為全球領(lǐng)先的的跨界公共交通方式的智軌，是當前我國發(fā)展智慧交通的重要載體，自問世以來已經(jīng)收到了新加坡、日本等20多個國家的關(guān)注，符合當前低碳、綠色、環(huán)保的交通發(fā)展方式。應(yīng)在充分發(fā)揮智軌在城區(qū)內(nèi)道路運營經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，積極探索智軌在市區(qū)銜接、交通接駁等方面作用的發(fā)揮，在中小型城市積極推廣。

（三）智軌列車遠期發(fā)展規(guī)劃

株洲市“十三五規(guī)劃”中提出：到2020年，基本建成安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運輸體系，加強各種交通方式之間的信息交流、互通，力爭達到株洲市部分區(qū)、縣基本實現(xiàn)交通運輸現(xiàn)代化。

1.將智軌列車與BRT合并規(guī)劃發(fā)展

智軌列車和BRT公交在列車運行方面具有很多共性，都規(guī)劃專用車道，線路道路中間敷設(shè)島式站臺，都可與公交平行發(fā)展，擁有道口優(yōu)先通過權(quán)，都是綠色、環(huán)保的公共交通方式。如果統(tǒng)籌規(guī)劃智軌列車與BRT公交共用車道、交替開行，可提高公共交通線路利用率，做到優(yōu)勢互補。

2.有效規(guī)劃接駁磁浮、高鐵、城際鐵路等多種公共交通方式

路網(wǎng)規(guī)劃的核心目標之一是道路交通的“最后一公里”，借鑒世界各國的軌道交通發(fā)展經(jīng)驗分析，當前我國軌道交通發(fā)展存在諸多功能規(guī)劃問題：高鐵站普遍距離市區(qū)較遠，既有線火車站處于市中心難以擴建發(fā)展功能提升，中低速磁浮雖然在中國的一些城市取得了實踐運營的成功，但功能單一，運營硬件條件要求高。智軌列車作為城區(qū)內(nèi)運行的公交系統(tǒng)，未來可規(guī)劃考慮開行專線，接駁高鐵、磁浮、城際鐵路、既有線鐵路車站，建立綜合立體交通系統(tǒng)，發(fā)揮系統(tǒng)整體優(yōu)勢功能。

3.致力于研發(fā)無線充電及超級電容智軌列車

電動汽車是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，軌道交通未來的發(fā)展方式也是電動力列車。高鐵列車運距長、社會關(guān)注度高；地鐵列車運營時間間隔短，乘客需求強；這兩種現(xiàn)代化的軌道交通方式都不適宜于在實踐中開展無線充電和超級電容的列車研發(fā)、測試。智軌列車致力于中小型城市公交事業(yè)，無線充電和超級電容設(shè)備適合于配備在智軌列車上，并且實踐試驗在中小型城市影響較小，可在短期內(nèi)迅速取得成果。

4.積極探索智軌列車在中遠距離開行的可行性研究

軌道交通的優(yōu)勢在大運量、長距離的規(guī)模優(yōu)勢。在市域內(nèi)，由于地形單一，地質(zhì)相對簡單，智軌列車線路敷設(shè)、調(diào)度指揮容易實現(xiàn)。未來，考慮智軌列車跨區(qū)縣開行，拓展智軌列車運用領(lǐng)域，客觀上需要繼續(xù)深入研究智軌列車車體性能、供電設(shè)備、檢修維護制度、開行條件和開行方案等多方面的實施方案，確保智軌列車的功能發(fā)揮。

作為我國自有知識產(chǎn)權(quán)的軌道交通新科技產(chǎn)品---智軌，實現(xiàn)了在軌道交通、公共交通之間的跨界，其大容量、高速度、建設(shè)條件相對簡單，建設(shè)成本投入較小，建設(shè)周期相對較短，集中調(diào)度指揮優(yōu)勢明顯等特點，對于解決中小型城市解決交通擁堵問題，滿足市民出行需求，追求綠色、低碳的環(huán)保需求，發(fā)展智慧交通，提供了可行性渠道。

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